NASA 的 DART 小行星墜毀顯示我們可以抵禦未來的威脅

德莫福斯和他的大夥伴迪迪莫斯透過重力結合在一起。這兩顆小行星圍繞著一個共同的質心運行，科學家稱之為雙星系統。由於它們透過重力聯繫在一起，其中一個的任何變化都會影響另一個的運動。

人類第一次改變太陽軌道

根據發表在該雜誌上的一項研究 科學的進步科學家仔細追蹤了碰撞後這對小行星的運動。他們的測量結果表明，該系統圍繞太陽運行 770 天的軌道在碰撞後發生了不到一秒的變化。

這是人造太空船首次顯著改變自然物體繞太陽運行的軌道。

美國宇航局華盛頓總部太陽系小天體首席科學家托馬斯·斯塔特勒（Thomas Statler）表示：“這是軌道上的一個微小變化，但如果有足夠的時間，即使是微小的變化也可能變成重大偏差。” “該團隊驚人的精確測量再次強調了動能撞擊是保護地球免受小行星威脅的一種方法，並展示瞭如何通過該團隊驚人的精確測量再次強調了動能撞擊是保護地球免受小行星威脅的一種方法，並展示瞭如何通過僅其中一個撞擊來使雙星小行星的偏轉來使雙星小行星威脅的一種方法，並展示瞭如何通過僅在其中一個撞擊來使雙星小行星撞擊的一種方法，並展示瞭如何通過僅其中一個撞擊來使雙星小行星的偏轉來展示地球如何通過僅其中的一個撞擊來使雙星小行星來撞擊

撞擊產生的碎片放大了推力

當 DART 太空船撞擊德莫弗斯時，它向太空發射了大量的岩石碎片，並重塑了這顆直徑約 560 英尺（170 公尺）的小行星。這些碎片帶走了小行星的動量，為撞擊增加了額外的動量。科學家將這種效應稱為動量助推器。

小行星表面噴出的物質越多，作用在小行星上的推力就越大。研究人員確定 DART 效應的動量增強因子約為 2。換句話說，碎片幾乎是太空船本身產生的力量的兩倍。

先前的研究已經表明，這次撞擊使德莫霍斯圍繞直徑約半英里（805公尺）的較大小行星迪迪莫斯的軌道縮短了33分鐘，比原來的12小時週期縮短了33分鐘。

新的研究發現，這次碰撞也從雙星系統中排出了足夠的物質，從而稍微改變了它繞太陽的路徑。具體來說，系統的軌道周期改變了約0.15秒。

「雙星系統軌道速度的變化約為每秒 11.7 微米，即每小時 1.7 英寸，」伊利諾大學厄巴納-香檳分校這項研究的主要作者 Rahel Macadia 說。 “隨著時間的推移，小行星運動的如此微小的變化可能會導致危險物體與我們的星球相撞或錯過它。”

為什麼小的軌道變化很重要？

Didymos 本人從未走上通往地球的道路，DART 實驗也不能讓他走上這條道路。然而，軌道速度的輕微變化表明，如果科學家足夠早地發現一顆危險的小行星，那麼太空船可以用來改變它的方向。

在這種情況下，太空船會與物體相撞並稍微改變其速度。隨著時間的推移，這種微小的變化可能會產生足夠大的偏轉，足以防止與地球相撞。

為了提高對此類威脅的早期檢測，NASA 正在開發近地天體 (NEO) 勘測任務。該任務由美國太空總署位於南加州的噴射推進實驗室管理，將部署第一台專為行星防禦設計的太空望遠鏡。

望遠鏡將搜尋難以探測的近地天體，包括反射很少可見光的暗小行星和彗星。

透過掩星追蹤小行星

為了確認 DART 碰撞影響了兩顆小行星，研究人員需要對 Didymos 繞太陽的軌道進行非常精確的測量。除了雷達和其他地面觀測之外，他們還依賴恆星掩星。

當小行星直接經過一顆遙遠恆星的前方並短暫阻擋其光線時，就會發生恆星掩星。觀察這種瞬時消失使科學家能夠非常準確地計算小行星的位置、速度和形狀。

這些事件可能很難捕捉。觀察者必須沿著小行星經過恆星前方的預期路徑處於完全正確的位置。這通常需要多個相距數英里的監測站。

研究人員依賴世界各地的志願天文學家，他們在 2022 年 10 月至 2025 年 3 月期間記錄了 22 次恆星掩星。

「當與多年現有的地面觀測相結合時，這些恆星掩星觀測成為幫助我們計算 DART 如何改變 Didymos 軌道的關鍵，」噴氣推進實驗室的高級研究員兼該研究的聯合負責人史蒂夫·切斯利 (Steve Chesley) 說。 「這項工作高度依賴天氣，通常需要前往偏遠地區，而且不能保證成功。如果沒有世界各地數十名掩星觀測志工的奉獻精神，這一成果是不可能實現的。”

關於雙形體如何形成的線索

追蹤小行星的運動也有助於科學家估計這兩個物體的密度。結果表明，雙形體的密度比之前認為的略低。

這結果支持了變形體是由快速旋轉的迪迪莫斯產生的碎片形成的觀點。隨著時間的推移，鬆散的岩石物質可能會在重力作用下聚集在一起，形成科學家所說的小行星「碎片堆」。

人類首次嘗試移動天體

DART 太空船由位於馬裡蘭州勞雷爾的約翰霍普金斯應用物理實驗室為 NASA 行星防禦協調辦公室設計、建造和營運。該辦公室領導美國太空總署保護地球免受潛在小行星威脅的工作。

這次任務是人類第一次有意改變太空中自然物體的運動，真實地展示了保護我們的星球免受危險小行星侵害的潛在策略。